Замутить хитромудреный 1-wire, или лучше добавить еще 1 проводок и не мучиться? Опции

[Зверюга]

Господа, имеется следующая задача.
Два проводка - питание. 12 вольт, ток по расчетам может достигать 45 ампер. Питает AVR и до фига всего.
Вначале была мысль добавить 3 проводок и низковольно передавать через него данные по протоколу 1-wire данные на АВРку, для чего соорудить на АВРке ведомое 1-wire устройство (вопросами об этом я вас еще замучаю).

Однако вспомнилось, что 1-wire умеет паразитно питаться.
И вот возникла мысль - а что если организовать передачу сигнала по линии +12 вольт?
Возможно ли это и если да, то как согласовать все это дело с контроллером? Я имею ввиду не только согласование по вольтажу, надо ведь еще сделать так, чтобы во время логических нулей на линии система сохранала работоспособность, ведь это как-то делается в устройствах 1-wire. Кстати, под сохранением работоспособности подразумевается не 45 ампер, а хотя бы 0,5 ампер.

Может быть есть готовые решения?

[MrYuran]

По силовой линии - только через модулятор.
1-wire питается микротоками, никакими поламперами там и не пахнет.
А проще всего действительно кинуть проводок (лучше 2 - линия и земля, помех меньше будет)

[Зверюга]

По силовой линии - только через модулятор.

А поподробней?

[Jurenja]

А поподробней?

Модулятор перенесет полезный сигнал на несущую частоту, которую "добавляют" к питающему напряжению. На приемной стороне ставят демодулятор и фильтр по питанию.
Такой прием применяют для питания и приема/передачи данных удаленных объектов для экономии проводов.
Если недалеко, то проще еще один проводок кинуть имхо...

Сообщение отредактировал Jurenja - Dec 17 2008, 07:40

[XVR]

Господа, имеется следующая задача.
Два проводка - питание. 12 вольт, ток по расчетам может достигать 45 ампер. Питает AVR и до фига всего.
Вначале была мысль добавить 3 проводок и низковольно передавать через него данные по протоколу 1-wire данные на АВРку, для чего соорудить на АВРке ведомое 1-wire устройство (вопросами об этом я вас еще замучаю).

Однако вспомнилось, что 1-wire умеет паразитно питаться.
И вот возникла мысль - а что если организовать передачу сигнала по линии +12 вольт?
Возможно ли это и если да, то как согласовать все это дело с контроллером? Я имею ввиду не только согласование по вольтажу, надо ведь еще сделать так, чтобы во время логических нулей на линии система сохранала работоспособность, ведь это как-то делается в устройствах 1-wire. Кстати, под сохранением работоспособности подразумевается не 45 ампер, а хотя бы 0,5 ампер.

Может быть есть готовые решения?

Точно, зверюга 1 wire передает информацию ЗАМЫКАЯ этот самый 1 wire на землю. Если линия способна выдать 45А, это значит, что при замыкании ее на землю, там будет не менее этих самых 45А. Представляешь себе ключик на 45А, да еще относительно частые броски тока (от 0.5 до 45А)?

[Зверюга]

Точно, зверюга 1 wire передает информацию ЗАМЫКАЯ этот самый 1 wire на землю. Если линия способна выдать 45А, это значит, что при замыкании ее на землю, там будет не менее этих самых 45А. Представляешь себе ключик на 45А, да еще относительно частые броски тока (от 0.5 до 45А)?

мама...

По поводу простоты - все-же поборюсь за малое количество проводков. Ибо передаваться будет на вращающуюся часть через щетки. Хотелось бы всего-лишь одну щетку, для надежности.

Ладно, можно не ключик, а как посоветовали, модуляцию. 12 вольт - это источник питания, все остальное будет питаться от 5 вольт через стабилизатор. Так что если как-то колебать подаваемое напряжение в пределах 12-10 вольт, на питании схемы это не скажется, зато можно будет отдельным блоком мониторить это напряжение и делать выводы о нуле и единице? Может быть даже тупо - через резисторный делитель и АЦП? Тогда дело только за програмой и никакой схемотехники?
Кстати, насчет 45 ампер я загнул. Во первых это на 4 устройства, а во-вторых, если пересчитать точно, то на одно устройство около 9 Ампер.

[Огурцов]

45А - хороший ток, не стыдно радиомодуль поставить.

[Зверюга]

Хорошо, если готовое решение никому неизвестно, будем разрабатывать по частям.

Часть первая.

Транзисторный ключик на 15 А 12 вольт. Нужно создать схему, чтобы при подаче на ее вход лог.1 с контроллера напряжение было 12 вольт, при подаче лог.0 - 10 вольт.

Вопрос - как?

[MrYuran]

Транзисторный ключик на 15 А 12 вольт. Нужно создать схему, чтобы при подаче на ее вход лог.1 с контроллера напряжение было 12 вольт, при подаче лог.0 - 10 вольт.

Если уж так хочется поизвращаться, то поставьте последовательно диод, а параллельно ему полевик. Перепад конечно будет не 2В, но вполне заметный.

[Зверюга]

Господа, не спорю, что изврат, но что делать? Щетку хочется сделать одну единственную. По одной линии и питать и передавать сигнал сложно, но реализуемо. И если для указанной задачи есть "неизвращенские" решения, буду рад о них узнать. Хотя в принципе идея с полевиком и проста и надежна.

Перепад конечно будет не 2В, но вполне заметный.

Перепад будет равен падению напряжения на диоде, я правильно понял?

[XVR]

Хорошо, если готовое решение никому неизвестно, будем разрабатывать по частям.

Часть первая.

Транзисторный ключик на 15 А 12 вольт. Нужно создать схему, чтобы при подаче на ее вход лог.1 с контроллера напряжение было 12 вольт, при подаче лог.0 - 10 вольт.

Вопрос - как?

Нечто, замыкаемое транзистором, с падением напряжения на 'нечто' в 2 вольта. Считаем - 2V * 15A = 30W рассеиваемой мощности, нужен ОЧЕНЬ нехилый радиатор

IMHO, здесь простые методы (типа замкнуть чего нибудь куда нибудь) неприменимы - нужно нечто поинтелектуальнее. Типа уже рекомендованной модуляции ВЧ несущей.

[Зверюга]

Нечто, замыкаемое транзистором, с падением напряжения на 'нечто' в 2 вольта. Считаем - 2V * 15A = 30W рассеиваемой мощности, нужен ОЧЕНЬ нехилый радиатор

Ну ладно, не 2 вольта а 0,5 в, как в одном из присмотренных мной диодов Шоттки. Получается 7 ватт, по поводу радиатора - обдумывается вариант конструкции, в которой радиатор является одной из стенок корпуса, а остальные стенки к нему просто прикручиваются. Еще проблемы будут?

А если так уж велика проблема с нагреванием, то может быть не надо ничего замыкать полевиком? Может быть сделать на полевике регулируемый стабилизатор напряжения , а регулировку напряжения организовать так, что при нуле на входе одно напряжениепри единице - другое? Можно ли организовать такой вариант? Ведь полевики вроде, имея низкое сопротивление - не греются?

Кстати, стабилизатор все равно придется делать, чтобы исключить ложные нули и единицы при естественных колебаниях напряжения. Так что может быть сразу на нем и организовать эти искусственные колебания?


Вот ссылка
http://qrx.narod.ru/bp/st_pt.htm

Стабилизатор. Аж на 30 А. Регулируемый резисторами R2 и R3 (соответственно схеме). Как его отрегулировать цифровым способом?

Получится ли если в точку соединения резисторов R2 и R3 подключить выход контроллера через резистор, номинал которого отличен от R2?

[XVR]

Ну ладно, не 2 вольта а 0,5 в, как в одном из присмотренных мной диодов Шоттки. Получается 7 ватт, по поводу радиатора - обдумывается вариант конструкции, в которой радиатор является одной из стенок корпуса, а остальные стенки к нему просто прикручиваются. Еще проблемы будут?

Будут. Не надо передавать информацию коммутируя силовую проводку - ни к чему хорошему это не приведет. Будут дикие наводки на все вокруг. Вам надо разделить питающую цепь и канал передачи данных. Простейший метод может выглядить так - в цепь питания с обоих концов (от источника питания и у двигателя) включается по дросселю, информационный сигнал (промодулированный ВЧ) подводят через разделительные конденсаторы. Где то так:

Код

--------^v^v^v---+----------------------------+-----^v^v^v^v------------
                 |                            |
питание         ---                          ---                      мотор
                ---                          ---
                 |                            |
                 |                            |
               ВЧ ген                       приемник

google по словам PLC modem

Сообщение отредактировал XVR - Dec 19 2008, 09:39

[Зверюга]

Да... почитал я про микросхемы PLC - слишком навороченно... Протоколы, коррекции ошибок и пр.
Мне бы то что вы, XVR, привели в пример, со схемотехникой, которую нужно лепить между выходом контроллера и "ВЧ ген", а также между "приемник" и входом контроллера.

Протокольчик я как нибудь сам состряпаю.
Есть мысли?

[Зверюга]

Можно ли к конденсатору "ВЧ ген" подключить к XTAL выводу контроллера и использовать его в качестве несущей?

[XVR]

Да... почитал я про микросхемы PLC - слишком навороченно... Протоколы, коррекции ошибок и пр.

Это необходимый минимум, иначе качество связи будет совсем никакое, все таки двигатель (да еще на 15А) это вполне конкретный генератор широкополосных помех.

Мне бы то что вы, XVR, привели в пример, со схемотехникой, которую нужно лепить между выходом контроллера и "ВЧ ген", а также между "приемник" и входом контроллера.

Если самое простое, то в качестве передатчика используется генератор любой, достаточно высокой частоты, который управляется от ноги AVR по принципу вкл/выкл. (Можно взять выход XTAL, как вы спрашивали, только поставить какой нибудь буфер, например на операционнике или хотя бы эмитерный повторитель, а то генерация накроется. Не забыть еще приделать ключ, для отключения этой несущей) На приемном конце делается усилитель и полосовой фильтр. После него амплитудный детектор (например диод, RC цепочка и компаратор)

Протокольчик я как нибудь сам состряпаю.

Могу предложить азбуку морзе

Есть мысли?

Есть, 'протокольчик' должен быть с коррекцией ошибок

[Зверюга]

Это необходимый минимум, иначе качество связи будет совсем никакое, все таки двигатель (да еще на 15А) это вполне конкретный генератор широкополосных помех.

Про 15А двигатель - дезинформация, я такого не писал. Двигателя не будет.
Мне почему-то кажется, что сгородить свой простой протокол с простенькой коррекцией ошибок будет значительно проще чем разобраться с чересчур навороченной микросхемой (да и дешевле, что является определяющим в данном случае фактором), потому как я уже имею в этом некоторый опыт.

Если самое простое, то в качестве передатчика используется генератор любой, достаточно высокой частоты,

Значит, вот вам технические условия:
1. Устройство располагается под капотом автомобиля, питается от аккумулятора.
2. Приемник сигнала располагается вне корпуса автомобиля.
3. Провод длиной максимум 2 метра. Могу применить любой какой посоветуете (сечение, наличие экрана и пр.)
4. Так как устройство питается от 5 вольт, я могу выполнить преобразование еще под капотом, и по проводу питания (он же провод связи) будет не 12 вольт, а 5 вольт.

Хочу знать:

1. Укажите пожалуйста минимальную частоту.
2. Напряжение этого генератора? Подойдет ли нога AVRки, дергающаяся программно? То есть тупо - PORTA.1->конденсатор->провод питания. Кроме того - сколько колебаний такого генератора минимум требуется для того, чтобы единичка четко детектировалась? Ну допустим, частота 1 МГц - смогу ли я за 1 секунду передать 10 кбит?
3. Какова емкость конденсаторов между проводом питания и входом/выходом? Понимаю что зависит от частоты, но приведите пример для той минимальной частоты, которую я просил указать, и как рассчитать емкость в зависимости от частоты?

4.

На приемном конце делается усилитель и полосовой фильтр. После него амплитудный детектор (например диод, RC цепочка и компаратор)

Ох... мы консерваториев не заканчивали... академию заканчивали медицинскую и все... Так что пока кто-нибудь схемку усилителя, фильтра и детектора с номиналами не предложит любезно, буду ныть )))

Заранее благодарю.

[XVR]

Значит, вот вам технические условия:
1. Устройство располагается под капотом автомобиля, питается от аккумулятора.
2. Приемник сигнала располагается вне корпуса автомобиля.

Какой ток потребляет устройство. Есть ли в нем мощьные импульсные нагрузки (надо оценить уровень помех)

3. Провод длиной максимум 2 метра. Могу применить любой какой посоветуете (сечение, наличие экрана и пр.)

Экран не помешает.

Хочу знать:
1. Укажите пожалуйста минимальную частоту.

Любая. От частоты будут зависить параметры схемы, в частности размеры дроселей, уровень помех, схемотехника приемной части, в небольшой степени скорость передачи данных. Рекомендую частоту в районе 1 MHz

2. Напряжение этого генератора?

Любое. От него опять же зависит уровень излучаемых помех и помехоустойчивость самой схемы.

Подойдет ли нога AVRки, дергающаяся программно?

Лучше выход таймера (с минимальным коэффициентом деления)

То есть тупо - PORTA.1->конденсатор->провод питания.

Да

Кроме того - сколько колебаний такого генератора минимум требуется для того, чтобы единичка четко детектировалась?

Тоже зависит от параметров схемы, в частности от крутизны полосового фильтра в приемнике, постоянной времени детектора и уровня помех.

Ну допустим, частота 1 МГц - смогу ли я за 1 секунду передать 10 кбит?

Наверное да.

3. Какова емкость конденсаторов между проводом питания и входом/выходом?

Это вопрос отношений импедансов дросселей, конденсаторов и внутреннего сопротивления передатчика и приемника. В общем - закон Ома вам поможет.

Понимаю что зависит от частоты, но приведите пример для той минимальной частоты, которую я просил указать, и как рассчитать емкость в зависимости от частоты?

Порядка 1 мкф для 1 MHz


Вообще почитайте какой нибудь букварь по аналоговой технике, например Хоровец & Хилл - Исскуство Схемотехники

Ох... мы консерваториев не заканчивали... академию заканчивали медицинскую и все... Так что пока кто-нибудь схемку усилителя, фильтра детектора с номиналами не предложит любезно, буду ныть )))

Хоровиц + Хилл, там есть их

[Зверюга]

Значит вы указали 3 компонента:
-усилитель
-полосовой фильтр
-амплитудный детектор

Вот на схеме пишут что полосовой фильтр. Только в нем еще и операционный усилитель. Эта схема содержит два первых указанных вами компонента или же усилитель нужно собирать отдельно?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[XVR]

Значит вы указали 3 компонента:
-усилитель
-полосовой фильтр
-амплитудный детектор

Вот на схеме пишут что полосовой фильтр. Только в нем еще и операционный усилитель. Эта схема содержит два первых указанных вами компонента или же усилитель нужно собирать отдельно?

Усилитель она может содержать, а может и не содержать - все зависит от параметра компонентов фильтра. Ваша система содержит довольно большое количество чисто аналоговых компонентов (по сравнению с голым AVR точно), и ее придется расчитывать довольно подробно, одними вопросами типа 'а сколько мкф здесь обычно ставят' не обойтись

Расчеты лучше начинать с начала, а не из середины - нужно выбрать параметры несущего ВЧ сигнала, его частоту и амплитуду. Еще нужно знать характер помех (как наведенных, так и генерируемых самой схемой). Без этого всего что-то расчитывать бессмысленно.

Вообще то, что бы это все расчитать, медицинской академии будет маловато

[Зверюга]

Вообще то, что бы это все расчитать, медицинской академии будет маловато

Ну я электроникой стал заниматься не после окончания медакадемии ))) Математику тоже в школе проходил )))

нужно выбрать параметры несущего ВЧ сигнала, его частоту и амплитуду

Ну так я вроде как по Вашему совету выбрал 1 МГц, амплитуда - 5 вольт. Каким этот сигнал будет на входе приемника я даже представить не могу. Дальше что - какой-то ВЧ усилитель, или приведенную выше схему фильтра (фильтра с усилителем)?

[XVR]

Ну я электроникой стал заниматься не после окончания медакадемии ))) Математику тоже в школе проходил )))

Закон Ома из школы еще не забыли? Тогда карандаш в руки и считать

Ну так я вроде как по Вашему совету выбрал 1 МГц, амплитуда - 5 вольт. Каким этот сигнал будет на входе приемника я даже представить не могу.

Посчитайте эквивалентную схему вашего включения, дросели и конденсаторы будут суть сопротивления (взять импенданс на 1 MHz), еще сюда нужно добавить сопротивления источника питания (последовательно с дроселем) и питаемой схемы (последовательно с дросселем). Так же надо учесть сопротивление передатчика и приемника (последовательно с конденсаторами). В итоге получится делитель напряжения, ко входу которого приложены ваши 5 вольт, а с выхода снимается сигнал на фильтр. (Кстати, все остальное пойдет в помехи, так что тут надо осторожно ) Так что может быть надо подавать и поменьше, чем 5 вольт, иначе у вас получится вполне такой генератор помех (если не хуже)

Дальше что - какой-то ВЧ усилитель, или приведенную выше схему фильтра (фильтра с усилителем)?

Возможно приведенной схемы хватит (если будет 5 вольт).

[Andrey_M]

И готовьтесь к изрядному сюрпризу, когда все это пройдет через контактные щетки с таким током, то прыжки щетки и искры вылетающие из под такого контакта, внесут столько своей информации в сигнал, что мало не покажется!

[Jurenja]

И готовьтесь к изрядному сюрпризу, когда все это пройдет через контактные щетки с таким током, то прыжки щетки и искры вылетающие из под такого контакта, внесут столько своей информации в сигнал, что мало не покажется!

нужно будет защищать демодулятор от перегрузок по входу... ну и корреция ошибок...

[Serj78]

Физически, вам надо передать информацию через вращающееся соединение.
с этого надо начинать
можно ли затемнить от солнечного вращающийся узел? -> Оптопара подходит?

[Jurenja]

... можно ли затемнить от солнечного вращающийся узел? -> Оптопара подходит?

только если найти возможность расположить светоисточник и фотоприемник на оси вращения ротора. А возможно ли это конструктивно нужно заслушать топикстартера.
Это будет серьезное вмешательство в конструкцию электромотора имхо: как минимум нужно отверстие в вале ротора...

Физически, вам надо передать информацию через вращающееся соединение.
с этого надо начинать

ну так с этого и начали... если читать с начала

[xin]

цинично говоря, задача выглядит слишком сложной для топикстартера (по Веллеру, "ничего себе перышко упало на слабую спинку верблюда")

было бы правильнее раскрыть карты полнее - что именно он желает получить, боюсь, что здесь пахнет изобретением очередного велосипеда

Сообщение отредактировал xin - Jan 14 2009, 17:58